基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法

光学相干断层扫描(OCT)图像中存在的散斑噪声会掩盖视网膜重要的形态学细节,妨碍视网膜病变的观察和临床诊断。提出了一种基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法,基于残差策略改进生成对抗网络模型结构,并融合结构相似性损失约束模型优化,实现散斑噪声抑制,同时增强对视网膜结构细节的保留。在杜克大学发布的SD-OCT公开数据集上的实验表明,所提算法的峰值信噪比和边缘保持指数分别为28.08和0.960,优于所对比的其他去噪方法,且适用于其他来自A2A SD-OCT研究的公开数据集。

基于结构化损失的单目深度估计算法研究

为了提高单目图像深度估计的精度,针对图像中几何形状无法准确预测以及边缘模糊的问题,该文提出了一种基于多尺度结构相似度和梯度匹配的单目深度估计算法,利用多尺度结构相似度损失和尺度不变梯度匹配损失组成联合结构化损失,对相对深度点对进行排序来实现单目深度估计,实现了对图像中几何形状的准确预测,减小了边缘模糊,提高了深度预测精度。在Ibims、NYUDv2、DIODE、Sintel 4个不同类型的数据集进行了数值实验和主观评测,结果表明该算法降低了深度预测误差,有效提高了预测的准确性,并具有一定的泛化性能。

有监督深度学习的地震资料提高分辨率处理方法

地震资料分辨率直接影响后续处理和解释成果精度,因此备受关注。深度学习方法具备自动提取深层特征和出色的非线性逼近能力,在反问题求解中广泛应用。在地震勘探领域,深度卷积网络中的卷积算子与地震数据的褶积模型相吻合,因而有望通过智能化手段显著提升地震资料的分辨率。目前,针对卷积神经网络提高地震资料分辨率方面的研究发展迅速,但问题的核心在于设计适合、有效的网络结构和损失函数。为此,提出一种基于强监督学习的地震资料高分辨率处理方法。该方法充分利用地下结构的空间连续性,借鉴图像超分辨率重建的思想,设计了一种生成对抗网络结构,用以提高地震资料的纵向分辨率;同时,采用L1损失和多尺度结构相似性(MS-SSIM)损失相结合的损失函数提高感知质量,以提高网络的高分辨率处理效果。合成数据和实际地震数据的应用结果显示,相较于常规损失函数,文中采用的损失函数可以显著提升智能算法的处理效果,明显改善地震数据同相轴的连续性,且高频细节信息更丰富,验证了该方法的可行性和有效性。

基于水下场景先验的水下图像增强方法研究

针对水体光线吸收与散射作用引起的图像模糊、低对比度和颜色失真等问题,提出一种基于水下场景先验的水下图像增强方法。首先利用水下场景的先验知识,结合水下成像物理模型和水下场景的光学特性,利用10种预定义衰减系数合成涵盖不同类型和退化水平的水下图像数据集;然后利用初始残差和密集级联,设计一类轻量级卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型增强水下图像,结合基于轻量级的网络结构和有效的训练数据,可减少增强模型的计算量并有效改善水下退化图像的视觉质量;最后采用归一化的后处理过程进一步提升图像增强的效果。仿真实验结果表明,所提方法可行有效,可应用到不同的真实水下场景,具有较强的鲁棒性与有效性。

基于多尺度特征提取的单目图像深度估计

在目前基于深度学习的单目图像深度估计方法中,由于网络提取特征不够充分、边缘信息丢失从而导致深度图整体精度不足。因此提出了一种基于多尺度特征提取的单目图像深度估计方法。该方法首先使用Res2Net101作为编码器,通过在单个残差块中进行通道分组,使用阶梯型卷积方式来提取更细粒度的多尺度特征,加强特征提取能力;其次使用高通滤波器提取图像中的物体边缘来保留边缘信息;最后引入结构相似性损失函数,使得网络在训练过程中更加关注图像局部区域,提高网络的特征提取能力。在NYU Depth V2室内场景深度数据集上对本文方法进行验证,实验结果表明所提方法是有效的,提升了深度图的整体精度,其均方根误差(RMSE)达到0.508,并且在阈值为1.25时的准确率达到0.875。

基于生成对抗网络的船舶图像去模糊算法

为消除智能船舶航行过程中视觉传感器所采集到的图像上出现的运动模糊对障碍物目标检测的影响,提出一种新的基于生成对抗网络的船舶图像去模糊方法.该方法在生成对抗网络的基础上构建了一种新的具有多重感受野的判别器,同时在损失函数中加入了基于SSIM图像质量评价指标的结构相似性损失.在大型船舶图像数据库上对提出的去模糊方法进行训练和测试实验.实验结果表明:相比于现有的图像去模糊方法,提出的方法在主观的视觉效果和客观的SSIM、PSNR评价指标上均展现出了更加出色的去模糊性能,并且可以显著提升模糊船舶图像的目标检测准确度.

基于增强生成器条件生成对抗网络的单幅图像去雾

大气中烟雾等粒子的存在会导致肉眼捕获场景的能见度降低。大多数传统的去雾方法都是预期估计雾霾场景的透射率、大气光,并利用大气散射模型恢复无雾图像。这些方法尽管取得了显著进展,但由于过分依赖苛刻的先验条件,在缺乏相应先验条件下的去雾效果并不理想。因此,提出一种端到端的一体化除雾网络,使用增强生成器的条件生成对抗网络(CGAN)直接恢复无雾图像。生成器端以U-Net作为基础架构,通过“整合-加强-减去”的促进策略,用一个简单有效的增强解码器,增强解码器中特征的恢复。另外,加入了多尺度结构相似性(MS-SSIM)损失函数,增强图像的边缘细节恢复。在合成数据集和真实数据集上的实验中,该模型的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)明显优于传统的暗通道先验(DCP)、一体化除雾网络(AOD-Net)、渐进式特征融合网络(PFFNet)、条件Wasserstein生成对抗网络(CWGAN)去雾模型。实验结果表明,相较于对比算法,所提网络能够恢复出更接近于地面真相的无雾图像,除雾效果更优。

基于生成对抗网络的图像盲去运动模糊算法

针对运动图像盲去模糊问题,基于生成对抗网络,提出利用一种端对端方式恢复模糊图像算法。运用生成对抗神经网络方法对运动模糊图像直接复原,跳过估计模糊核过程,增加感知损失作为损失项,使图片内容和全局结构接近。此外,增加结构相似性损失函数作为约束项,进一步提升生成图片与清晰图片的相似性。实验结果表明,新算法可有效去除运动图像模糊。与其它算法相比,所提算法获得的图像更加清晰。